西门子及组态王配料生产线控制系统设计22020年4月19日文档仅供参考毕 业 设 计(论 文)题 目:基于西门子PLC200及组态王的配料生产线控制系统设计(英文):Design of Ingredients Production Line ControlSystem Based on Siemens PLC200 and Kingview院 别: 自动化学院 专 业: 电气工程及其自动化 姓 名: xxx 学 号: xxx 指导教师: xxx 日 期: 5月 基于西门子PLC200及组态王的配料生产线控制系统设计摘要随着社会的进步、科技日新月异,从18世纪60年代的以蒸汽机为主要动力的工业革命开始直到现在,工业的生产线经历过了300多年的发展历史,已经发展到了今天的全自动化大批量生产。能够说现代工业已经离不开自动化的生产线了,自动化生产线不但能够大幅度地提高生产效率,而且还能够提高精度、提高合格率、减轻人的工作量等好处。在工业如此发达的今天,生产线控制系统逐渐地由PLC控制代替原来的单片机或机械电气控制,其许多功能是传统的控制技术无法实现的。本设计针对中国一些小型企业的配料生产线控制系统现状,将西门子S7-200系列的PLC应用于小型的配料生产线,再由组态王作为人机交互的界面作为远程控制和监控作用。本设计经过合理的选择和编程,不但能够提高配料生产线的生产效率、降低成本、提高安全可靠性,还能够根据不同的配料合理调整PLC程序的参数,而且能够直接经过组态王监控、控制和调整参数,实现远程控制,提高人性化。关键词:生产线;PLC;组态王Design of Ingredients Production Line Control System Based on the Siemens PLC200 and KingviewABSTRACTWith the progress of society and the great changes of science and technology, from the 1760s when the steam engine is acted as the main power of the beginning of the industrial revolution to now, industrial production lines have experienced 300-year developmental history, and has developed into fully automated mass production currently. It can be said that modern industry has been inseparable from the automated production line. Automatic production line not only can greatly improve the production efficiency, but also can improve the precision, boost qualified rate, reduce the workload. Nowadays industry is developed, and production line control system is r gradually replaced the original single chip computer or electrical machinery control with the PLC control. Many of its functions can not be achieved just through traditional control technology . This paper aims to small business ingredient production line control system in our country, and applys the PLC of Siemens S7-200 series to small batch production line, and treats kingview as a human-computer interaction interface for remote control and monitoring function. This paper through the reasonable selection and programming, can not only improve the batching production efficiency, reduce the cost, improve the safety and reliability, and make reasonable adjustment of PLC program parameters according to the different ingredients , but also can directly via the kingviews monitor, control and adjustment of parameters, to realize the remote control and improve humanization. Key words: Production Line; PLC; Kingview 目 录1绪论11.1配料生产线的发展概括11.2单片机控制系统特点与存在问题21.3 PLC控制配料生产线的特点21.4组态王的特点31.5课题研究的意义和目的42可编程逻辑控制器(PLC)概要52.1 PLC简介52.2 可编程控制器(PLC)的特点52.2.1硬件的可靠性52.2.2 编程简单,使用方便62.2.3 接线简单,通用性好62.2.4可连接为控制网络系统62.2.5 易于安装,便于维护72.3 PLC的硬件结构72.3.1 中央处理单元(CPU)72.3.2存储器(RAM、ROM)82.3.3输入输出单元(I/O单元)82.3.4电源82.3.5编程器92.4 PLC的工作原理93配料生产线系统分析103.1配料生产线系统的概述与分类103.2配料生产线系统的组成113.3配料生产线的控制要求123.4配料生产线控制系统的流程图133.5配料生产线控制系统的性能及特点143.6配料自动控制过程144配料生产线控制系统的硬件设计164.1配料生产线的工艺164.2 可编程控制器PLC的选型174.2.1输入输出(I/O)点数的确定174.2.2内存估计184.2.3 PLC的类型184.2.4输入输出模块的选择184.2.5电源的选择184.2.6经济性的考虑194.2.7机型的选择194.3变频器的选择204.3.1变频器的概述204.3.2传送带和搅拌机的电机调速系统204.3.3变频器型号的选择214.4电机的选择214.4.1电机选择的基本内容214.4.2连续工作制的电机容量选择234.4.3电机型号的选择244.4.4系统的硬件框图255配料生产线控制系统的软件设置275.1编程软件STEP7的概述275.2程序设计常见方法285.2.1经验设计法285.2.2逻辑设计法285.2.3顺序控制法285.3 PLC地址分配295.3.1 输入/输出的分配如下295.3.2 PLC外部接线图305.3.3 PLC符号表315.4 各程序段模块分析315.4.1初始化参数315.4.2三种启动方式325.4.3 传送带1号运料345.4.4 搅拌配料与运走配料355.4.5 程序的循环设定385.4.6 指示灯和报警部分406系统监控画面编程436.1组态王的简介436.2组态王与PLC的通讯456.3组态变量466.4主画面476.5实时趋势画面496.6参数调节画面496.7编程语言517结论与展望537.1结论537.2心得537.3 展望541绪论1.1配料生产线的发展概括随着计算机技术和微电子技术的发展,微机配料控制系统的发展经历了人工手动控制、机械电气控制、单片机控制、工业控制计算机集中 控制等几个阶段。在第一个阶段,微机配料设备庞大,各设备之间互不联系,或者联系甚少,由现场的操作人员只能监视和操作一个至两个计量称,而且手工记录配料的相关数据,在很大程度上产品的质量取决于操作员的熟练程度。在第二阶段,随着电子管、晶体管技术的飞速发展,逐渐出现了各种小型化的微机配料电动组合仪表。但电动组合仪表也存在着两大问题:一是电噪声的问题比较严重,为克服噪声,不得不采用极为复杂的电子线路;另一个问题是由于微机配料系统所控对象、所处环境常常都很恶劣,电子元器件的老化严重,抗干扰的能力和可靠性不高。单片机配料系统是在大规模集成芯片技术成熟的基础上应运而生的。单片机配料系统较之前两种配料系统设计电路复杂程度降低,可靠性大大的提高。而且满足了用户实用性的要求。因此迄今为止,单片机配料系统依然在一定程度上占据了中小型企业配料生产的主控地位。同时随着中国经济的发展,工业生产规模的扩大,计算机技术的迅猛发展,基于STD总线或PC总线的工业控制计算机(例如:PLC)应用提上了日程,而且迅速的在中国形成热潮,主要是因为工业控制计算机可靠性高,小巧结构,组成系统功能灵活,组态方便,具有小型化、模块化、组合化、标准化的特点。随着工业控制计算机的广泛应用,基于工控机的配料系统也出现在工业场合。这种配料系统大多采用集中控制方式,计算机除具有工艺流程控制、工况实时显示、提供数据存储、报表打印等功能外,还要完成对各对象的直接控制和数据采集任务。近些年来,随着电工电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即采用交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术己成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改进工艺流程以提高产品质量和改进环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式但在总体上,中国在配料控制系统上存在技术落后、企业平均规模小、综合生产水平低等问题。因此,提高配料的自动化程度和产品的质量, 成为当前十分紧迫的问题。1.2单片机控制系统特点与存在问题单片机虽然有一个五脏俱全的微计算机但由于本身无自开发能力,必须借助开发工具来开发应用软件,以及对硬件系统进行诊断。另外,单片机内的ROM比较小,因此在设计中系统必须在外面